229 热泵发展-性能

229 热泵发展-性能

说明

技术性能指标-制热系数，制热温度，制热量。

制热系数-热泵最关键技术性能指标。

高制热系数热泵的途径探讨。

●语音讲解-制热系数提高途径

热泵工质

设热泵的冷热端温差均为20℃；即热泵工质蒸发温度80℃，蒸发器出口过热度5℃；热泵工质冷凝温度100℃；压缩过程为等熵压缩，则R123和R718两种工质的制热系数情况如下。

R123的单位质量工质耗功量为441.2-433.1=8.1kJ/kg；单位质量工质的制热量为441.2-304.9=136.3kJ/kg；理论制热系数为136.3/8.1=16.83。

R718的单位质量工质耗功量为3198.1-3074.6=123.5kJ/kg；单位质量工质的制热量为3198.1-837.4=2360.7kJ/kg；理论制热系数为2360.7/123.5=19.11。

两者相差(19.11-16.83)/16.83=13.5%

压缩过程

对R718，如压缩过程不采用等熵过程，而采用压缩过程排气为冷凝压力下的饱和气状态（简称为排气饱和压缩过程），则两种压缩过程的制热系数分别为。

等熵压缩过程请参见上文，制热系数为19.11。

排气饱和压缩过程如下（压缩机吸气过热度也为5℃，冷凝温度和蒸发温度同上文）。单位质量工质耗功量为3098.0-3074.6=23.4kJ/kg；单位质量工质的制热量为3098.0-837.4=2260.6kJ/kg；理论制热系数为2260.6/23.4=96.61。

排气饱和压缩过程的制热系数是等熵压缩过程的96.61/19.11=5.1倍。

节流过程

等焓节流，可输出功为0。

采用膨胀装置等熵膨胀时，以R134a为例，设蒸发温度为20℃，蒸发器出口为饱和气，冷凝温度为60℃，压缩过程为等熵，则单位质量工质等熵节流膨胀时可放出的功为287.5-282.8=4.7kJ/kg；单位质量工质等熵压缩消耗的功为430.8-409.8=21.0 kJ/kg；节流膨胀放出的功与等熵压缩消耗的功的比值为：4.7/21.0=22.4%，如回收节流膨胀功用于辅助工质压缩，理论上可节省压缩功20%以上，从而可提高制热系数约20%以上。

其他途径

热力循环

冷凝器传热温差

蒸发器传热温差

●研讨

分析提高热泵制热系数的途径还有哪些？

调研实际热泵装置制热系数与理论制热系数之间的差距，分析导致差距的原因主要在哪些环节？

分析如何优选适宜的热泵工质？

分析可否实现排气饱和压缩过程？

分析可输出功的节流膨胀部件的结构和过程。